Патогенез регенерации костной ткани. Воспаление поврежденных тканей является пусковым механизмом их регенерации, направленным на борьбу с инфекцией и устранение погибших тканей. Из них выходят биологически активные вещества, под влиянием которых расширяются мелкие сосуды, ускоряется капиллярный кровоток и повышается проницаемость капилляров. Из расширенных сосудов в окружающие ткани выходит богатый белками транссудат, и начинается эмиграция лейкоцитов. Чем продолжительнее период нейтрофильной стадии воспаления, тем хуже регенерация, так как нейтрофилы фагоцитируют только поврежденные, а не мертвые клетки. Для повреждения микробной клетки нейтрофилы выделяют цитотоксины, которые истребляют пролиферирующие клетки, замедляя заживление раны и приводя к образованию грубого рубца.
М.Б. Швырков и соавт. (1981, 1990) экспериментально исследовали процесс регенерации костной ткани. При благоприятном течении раневого процесса примерно через 1 сут реакция нейтрофилов уменьшается, им на смену приходят лимфоциты и макрофаги, образующиеся из моноцитов крови. Макрофаг превосходит нейтрофил по типу и количеству поглощаемого материала и переваривает как микробы, так и тканевой детрит на месте перелома. Преобладание макрофагальной стадии обусловливает нормотипическую регенерацию, заканчивающуюся морфогенезом, присущим конкретной ткани. Макрофаг образует ангиогенный фактор, стимулирующий рост сосудов и влияющий на восстановление микроциркуляторного русла.
В конце первой недели в области перелома образуется аваскулярный участок, окруженный сетью новообразованных сосудов, от которых тонкие капилляры направляются в щель перелома. Направление роста костных балочек в периосте и эндосте совпадает с направлением капилляров, что указывает на начало формирования интермедиарной костной мозоли. Концы отломков резорбируются остеокластами, которые, удаляя омертвевшие участки кости, готовят место для регенерации сосудов. Костные осколки окружены грануляционной тканью и подвергаются либо остеокластической резорбции, либо пазушному растворению с образованием «жидкой кости». В этот период костный мозг умеренно отечен и инфильтрирован.
Пусковой механизм репаративной регенерации — резорбция концов отломков и высвобождение остеоиндукторов, морфогенетических белков кости, которые влияют на индуцибельную систему — полипотентные клетки, перициты. Эти клетки превращаются в преостеобласты, которые в результате пролиферации создают большое число остеобластов, строящих кость на месте повреждения.
Полипотентные клетки дифференцируются по остеогенному, хондрогенному или фиброгенному пути. Дифференцировка в остеогенные клетки прямо зависит от оксигенации тканей: от степени восстановления микроциркуляторной сети в месте перелома. При быстром восстановлении микроциркуляции костные балочки энергично растут вдоль капилляров от каждого отломка навстречу друг другу и соединяют их, происходит нормальная консолидация отломков по ангиогенному типу.
Таким образом, при нормальном сращении максимум изменений в отломках происходит в первую неделю, которая и определяет исход перелома челюсти.
Построение новой кости начинается с синтеза остеобластами коллагенового матрикса. Для этого остеобластам, кроме аминокислот, необходимо достаточное количество кислорода, витамина С, альфа-кетоглутаровой кислоты и железа. Быстрое восстановление микроциркуляторной сети позволяет в ближайшее время доставить к месту перелома необходимые органические и минеральные компоненты. Кроме того, с врастанием капилляров появляются новые порции перицитов, которые после трансформации пополняют пул остеобластов. В течение первых 2 нед после перелома происходит восстановление непрерывности сосудистой сети и костной структуры челюсти. Резорбтивная активность остеокластов значительно снижена, а образование костной мозоли происходит столь энергично, что в нее замуровываются костные осколки с погибшими остеоцитами.
Создавая внеклеточный костный матрикс, остеобласты синтезируют коллаген, гликозаминогликаны и неколлагеновые белки, включая костные факторы роста, остеонектин и остеокальцин. Остеонектин
запускает следующий этап остеогенеза — минерализацию органического матрикса кости. В результате этого остеобласты замуровываются в кость и превращаются в остеоциты.
Синтезируемый остеобластами остеокальцин повторно стимулирует миграцию и активацию остеокластов на заключительном этапе репаративной регенерации. Остеокласты, резорбируя кость, высвобождают морфогенетический белок кости, который стимулирует остеогенез. В дальнейшем происходит спокойное и планомерное ремоделирование сосудистого и костного регенератов, созданных в экстремальных условиях, придание им органоспецифической архитектоники, свойственной только челюсти субъекта. Сосудистый компонент — ведущий в этом процессе.
Экспериментально авторы установили, что потенциальная остеоиндуктивная активность кости у разных крыс различна. Врожденную сниженную потенциальную остеоиндуктивную активность кости — причину посттравматических осложнений — имеют 25% животных. Врожденная высокая потенциальная остеоиндуктивная активность кости отмечена тоже у 25% животных. Репаративная регенерация у них проходит без осложнений. Регенерация костной ткани осложнена только при неблагоприятных условиях обитания у 50% животных. Эти экспериментальные данные соответствуют статистическим данным, полученным в клинике у больных. Осложнения при переломах нижней челюсти составляют 15–30%.
Генетическую зависимость характера регенерации подтверждают данные, полученные при сопоставлении психического статуса больного и исхода перелома нижней челюсти. По психическому статусу людей делят на интровертов и экстравертов. Среди них выделяют людей с преобладанием эмоциональной устойчивости (стабильных) или лабильных (невротиков). Достоверно установлено, что интроверты более чем в 2 раза чаще подвергаются травме с переломом нижней челюсти. У них чаще возникает и острое воспаление мягких тканей. Травматический остеомиелит наблюдают у каждого третьего интроверта и только у каждого десятого экстраверта. Среди интровертов остеомиелит в 2 раза чаще встречают у невротиков, а среди экстравертов — в 2 раза чаще у стабильных. Тканевая регенерация предопределяется генетическим и эпигенетическим факторами. Скорость регенерации тканей генетически лимитирована в небольших пределах: для синтеза молекулы коллагена необходимо 4–11 ч. Если синтез молекулы прекратится раньше, она будет неполноценной и станет разрушаться тканевыми протеазами внутри или вне клетки. Выйти за пределы, разрешенные генотипом, невозможно.